Automatisierung: Die Zukunft der Kabelkonfektion im Automotive-Bereich

Gleichbleibend hohe Qualität zu wettbewerbsfähigen Preisen sind zentrale Ansprüche an die Zulieferindustrie

Es beginnt schon am frühen Morgen: Ein Griff ich den Schrank, ein Knopfdruck und der erste Kaffee läuft in die Tasse. Immer dieselbe Menge, immer in der richtigen Temperatur…Und wenn nicht?

Was im Kleinen schon ein Ärgernis darstellt, ist im industriellen Maßstab noch um ein Vielfaches problematischer. Umso wichtiger ist es – gerade in Zeiten von Just-In-Time Produktion ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­– einen Lieferanten zu haben, welcher hohe Stückzahlen stabil in gleichbleibender höchster Qualität produziert und flexibel kurzfristige Bedarfe sowie Produktvarianten zu wettbewerbsfähigen Preisen liefert. Und das auch noch im Angesicht immer kürzerer Entwicklungszyklen. Die Automatisierung ermöglicht eine kontinuierliche Sicherstellung eines Qualitätsstandards für Massenprodukte in der Automobilindustrie, speziell für solche, die bisher manuell/teilautomatisiert hergestellt wurden. Ein möglichst hoher Automatisierungsgrad stellt daher eine Grundanforderung an die Zulieferindustrie dar. Erfahren sie mehr zu diesem zu diesem zukunftsweisenden Thema in unserem Blogbeitrag:

Automatisierte Fertigung für die Mobilität der Zukunft

Die Produktion war in den letzten Jahrzehnten geprägt vom Einzug von Robotern, die die industrielle Fertigung automatisierten. In Zukunft wird die Automatisierung durch die Vernetzung von Prozessen mittels Steuerungstechnik und Regelkreisen weiter intensiviert werden.

Automatisierung ist sehr oft  – und sehr erfolgreich – bei standardisierten Aufgaben mit hoher Wiederholungsrate und großer Präzision im Einsatz sowie bei hohen Bewegungsgeschwindigkeiten und großen Datenmengen, welche in Bruchteilen einer Sekunde verarbeitet werden müssen. Eine massive Reduzierung des „Faktors Mensch“ verspricht konstante Qualität, hohe Quantität und Kontinuität im Output gepaart mit deutlich geringeren Personalkosten im Vergleich zu einer Manufaktur mit rein manuellen Tätigkeiten.

Viele Einsatzgebiete der Automatisierung befinden sich auch dort, wo die Anforderungen die menschlichen Fähigkeiten um ein Vielfaches übersteigen. Erst durch automatisierte Abläufe können also bestimmte Produkte überhaupt realisiert werden.

Prozesssicher, präzise, flexibel – Anforderungen an Automobilzulieferer

Um den Herausforderungen moderner Fertigungsprozesse zu begegnen, gilt es für Automobilzulieferer eine größtmögliche Standardisierung der Herstellungsprozesse zu garantieren.

Gleichzeitig sind maximale Flexibilität in Volumen und Varianten sowie die flexible Umsetzung

kundenspezifischer Ansprüche gefragt. Und das alles bei immer kürzeren Time-to-market Anforderungen.

Das Ziel ist daher einen höchstmöglichen Automatisierungsgrad so früh wie möglich zu erreichen und dabei schnell auf veränderte Bedarfssituationen und unvorhergesehene Hindernisse (z.B. Schwankungen der Rohstoff-Qualität) flexibel reagieren zu können. Dies sind die Voraussetzungen für eine 24/7 Produktion ohne Unterbrechungen. Idealerweise erfolgt diese dann noch nahe an den Produktionsstandorten der Kunden, um die Transportwege kurz und den CO2-Fußabdruck möglichst klein zu halten.  

Miniaturisierte Datenleitungen für das Auto 3.0

Die letzten hundert Jahre waren dadurch geprägt, das Auto schneller, komfortabler und sicherer zu machen (Automobil 1.0). Der Großteil der Optimierungen hielt in den mechanischen Bereichen wie Motor, Antrieb, Fahrwerk und Crash-Verhalten Einzug. In den letzten 25 Jahren änderte sich dies durch die Einführung von immer mehr Elektronik für Infotainment und partielle Assistenzsysteme im Fahrzeug. Fernlichtassistent, Tempomat mit Abstandskontrolle, Totwinkelwarner etc. unterstützen mittlerweile in Teilbereichen den Fahrer. Durch Head-up Displays, Surroundview, Totwinkelwarner und Verkehrszeichenerkennung erhält der Fahrer konstant einen einfachen Überblick. Diese separaten Bausteine haben unter anderem dafür gesorgt, dass das Fahren effizienter, komfortabler und sicherer wurde. (Automobil 2.0)

Mit einem aktuellen Blick in die Entwicklungslabore der Automobilisten ist zu erkennen, dass wir uns gerade mitten in einem spannenden Wandel befinden, im Zuge dessen sich nahezu gleichzeitig zwei bedeutende Trends im Automobil vollziehen.

Durch die Elektrifizierung des Antriebssystems wird sich auch grundlegend die Art der Fortbewegung und die Nutzung und die Architektur des Fahrzeugs verändern. Dabei entstehen neue Informationsschnittstellen, z.B. mit Heimnetzen, Abrechnungssystemen oder sogar induktiven Straßen, mit denen Daten ausgetauscht werden.

Gleichzeitig befinden wir uns auch gerade im Übergang vom manuell fahrenden Fahrzeug zum selbstständig autonom fahrenden „Automobil 3.0“, welches vielfach mit seiner Umgebung vernetzt ist.  

Die Fahrzeuge von morgen müssen dafür über zusätzliche Sensorik und eine Daten- und Softwareinfrastruktur verfügen, die in Echtzeit und bei allen Wetterlagen die Aufgabe des Menschen übernehmen. Verschiedene Sensoren wie etwa Lidar oder Radar sind hierzu gerade in Erprobung. Redundante Erfassung, Übertragung und Verarbeitung, ähnlich wie im Flugzeug, kann hierbei eine Rolle spielen.

Daneben wird die Vernetzung von Fahrzeugen das Autonome Fahren ermöglichen. Für „Car to X“ oder „V2X“ werden sich Fahrzeuge über verschiedene Antennen mit 5G, später 6G oder dem GPS mit anderen Nodes/Devices im IOT („Internet of Things“) verbinden und mit diesen kommunizieren, um die internen erfassten Daten noch zu ergänzen.

Das autonom fahrende Fahrzeug versetzt den Fahrer in die Lage sich wie am Schreibtisch oder auf dem Sofa zu verhalten. Fahrer werden in Zukunft mehr Zeit während des Fahrens haben. Im Internet surfen, E-Mails beantworten, Skypen etc. – die vom Fahrzeug und Fahrer angefragten Daten werden immens steigen.

Zur Umsetzung dieser Transformation werden sich auch die dafür benötigte Hardware und deren Prozesse maßgeblich weiterentwickeln müssen. MD als Spezialist für Datenübertragung sieht in Zukunft Miniaturisierung als den Megatrend für Datenleitungen.

Durch die Erhöhung der Sensor- und Leitungsdichte, sowie durch die Anforderungen an deren Redundanz, werden die Produkte immer kleiner werden müssen. Die höheren Erwartungen an die Performance bei gleichzeitiger Miniaturisierung bedingen geringere Toleranzen und die Notwendigkeit genauerer Prozesse. Im Produktfeld Kabelkonfektion für die Automobilwirtschaft ist daher ein starker Wandel von Stecksystemen, welche in der Vergangenheit für den Zusammenbau mit manuellen Werkzeugen und Techniken konstruiert wurden, zu Stecksystemen, welche für den automatisierten Zusammenbau geeignet sind, zu beobachten. Als Gründe dafür sind, neben dem ohnehin steigenden Bedarf an Leitungen/Steckverbindungen aufgrund der steigenden Zahl von Assistenzsystemen sowie der Miniaturisierung auch wachsende Ansprüche an die Rückverfolgbarkeit durch Erfassung und Speicherung von Qualitäts- und Prozessdaten zu nennen.

Automatisierungslösungen für die Kabelkonfektion von MD ELEKTRONIK

MD besitzt eine Vielzahl und ein großes Portfolio aktiver und über Jahre optimierte Betriebsmittel für die Kabelkonfektion. Etwa 80% der MD Produkte werden zu 100% in automatisierten Konfektionsschritten produziert und geprüft. Erfahrungen aus über 25 Jahren fließen stetig in das Design für zukünftige Produktionsmittel, mit dem Ziel den höchsten Automatisierungsgrad zu erreichen, ein. Im eigenen Maschinenbau wird an einem Maschinenportfolio gearbeitet, die es MD ermöglichen wird, auf die Erfordernisse unserer Kunden bestens reagieren zu können.  Die Strategie von MD lässt sich folgendermaßen zusammenfassen:

• vollautomatisierte Fertigung für Standard-Produkte mit hoher Stückzahl
• hochautomatisiert verkettete Fertigung für Standard-Produkte mit mittlerer Stückzahl und/oder Sondereigenschaften
• teilautomatisierte Fertigung organisiert für Spezial-Produkte mit sehr geringer Stückzahl und hoher Individualität

Das Verbindungsglied zwischen den unterschiedlichen Produktionswegen ist ein übergeordnetes Planungs- und Produktionssystem, mit dem eine weitere Anforderung bezüglich Kommunikations- und Steuerungsfähigkeit an hochautomatisierte Maschinen entsteht.

Hochkomplexe Fähigkeiten werden nicht nur bei der Anpassung und Wartung eines Planungs- und Produktionssystems für zigtausende Kundenbestellungen und Millionen von Produkten pro Jahr benötigt, sondern auch bei der Betreuung sich immer stärker technologisch verdichtender Betriebsmittel: Transfersysteme, Verarbeitungsprozesse, Bearbeitungstechnologien, Mess- und Prüfmittel, Roboter-Einsatz, Datenübertragung im Zusammenspiel erfordert hochqualifiziertes Fachpersonal für die Betreuung und Optimierung.

Diese Veränderung in den betriebenen Automaten hat auch für die Mitarbeiter im Unternehmen eine Auswirkung. Das erarbeitete Kombinationswissen aus Qualität, Prozess, Produkt, Rohmaterial kann von extern nicht erworben oder trainiert werden. Interne Schulungskonzepte mit Laufzeiten über mehrere Monate bis Jahre sind eine notwendige Konsequenz. Aufgrund der beschriebenen steigenden Komplexität werden aber Mitarbeiter für die internen Weiterbildungsprogramme benötigt, welche eine solide technische Ausbildung durchlaufen oder sich die benötigte Erfahrung selbst erarbeitet haben.

MD setzt für die Zukunft auf verschiedene variable Wege zur automatisierten Herstellung eines Kabels,  auf die Entwicklung von flexiblen Produktionskonzepten mit einer einfachen Bedienung, Standardisierten Anlagen, die an internationalen Standorten sofort einsatzfähig sind und der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Mitarbeitern hin zu technischen Experten, die die hochkomplexen Anlagen beherrschen.

Zusammenfassung und Fazit

Für die Automobilzuliefer-Industrie besteht in den 20er Jahren dieses Jahrhunderts die zentrale Herausforderung einen möglichst hohen Automatisierungsgrad zu erreichen, speziell in Bereichen wie z.B. der Bordnetz-Fertigung und Kabelkonfektionierung, die bisher noch von manuellen und teilautomatisierten Prozessen geprägt waren. Zum einen erfordern dies die produktseitigen Entwicklungen (Miniaturisierung, engere Fertigungstoleranzen, usw.), aber auch wirtschaftliche und gesellschaftliche Veränderungen, wie der Fachkräftemangel oder strengere CO2 – Emissionsstandards. Unternehmen, die durch einen hohen Anteil an automatisierten Fertigungsprozessen auf diese Gegebenheiten vorbereitet sind, sichern sich schon heute einen Wettbewerbsvorteil und garantieren so, auch künftig zuverlässige Partner zu sein.